Question

11．2009年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獎(jiǎng)勵(lì)的是對(duì)生命一個(gè)核心過程的研究--核糖體將DNA信息“翻譯”成生命，三位科學(xué)家利用X射線結(jié)晶學(xué)技術(shù)標(biāo)出了構(gòu)成核糖體的無數(shù)個(gè)原子每個(gè)所在的位置．
（1）蛋白質(zhì)和核糖均由H、C、N、O、S等元素組成，以下說法不正確的是ABC．
A．O元素的第一電離能大于N元素的第一電離能
B．H₂O的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于H₂S是因?yàn)镠₂O分子間存在氫鍵
C．NH₃分子中氮原子采用sp²雜化
D．CO₂與COS（硫化羰）互為等電子體
E．一個(gè)NNNH₂NNH₂NH₂（毒奶粉事件的配角）分子中共含有15個(gè)σ鍵
（2）基態(tài)碳（C）原子核外電子的軌道表示式為．
（3）水也是生命必需物質(zhì)．冰是人們迄今已知的由一種簡(jiǎn)單分子堆積出結(jié)構(gòu)花樣最多的化合物．其中冰-Ⅶ的晶體結(jié)構(gòu)為一個(gè)如圖1所示的立方晶胞，每個(gè)水分子可與周圍4個(gè)水分子以氫鍵結(jié)合，晶體中，1mol水可形成2mol氫鍵．
（4）生命活動(dòng)中的另一種重要化合物的結(jié)構(gòu)如圖2：該分子中的手性碳原子共有4個(gè)，碳原子的雜化方式共有2種．

Answer 1

分析 （1）第2周期到第4周期中，第ⅤA族元素的原子第一電離能比第ⅥA族大，氧元素的第一電離能小于氮元素的第一電離能；熱穩(wěn)定性是化學(xué)性質(zhì)，取決于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，H₂O的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于H₂S是因?yàn)镠-O鍵的穩(wěn)定性大于H-S鍵；NH₃分子中的化學(xué)鍵均為單鍵，故氮原子采用sp³雜化；CO₂與COS原子數(shù)目相同、價(jià)電子總數(shù)相同，二者互為等電子體；一個(gè)NNNH₂NNH_2^NH₂分子中共含有11個(gè)σ鍵；
（2）碳原子核外有6個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理、泡利原理、洪特規(guī)則可寫出基態(tài)碳（C）原子的軌道表示式；
（3）以立方體中的水分子為研究對(duì)象，每個(gè)水分子形成4條氫鍵；每一條氫鍵連接2個(gè)水分子，故冰晶體中氫鍵數(shù)目為水分子數(shù)目的2倍；
（4）在有機(jī)物分子中若某一個(gè)碳原子連接4個(gè)不同的原子或基團(tuán)，則這種碳原子稱為“手性碳原子”．圖中下邊五元環(huán)上的4個(gè)碳均為手性碳原子；圖中碳原子形成的化學(xué)鍵有單鍵和雙鍵兩種，單鍵碳原子為sp³雜化，雙鍵碳原子為sp²雜化，碳原子的雜化方式共有2種．

解答 解：（1）A．第2周期到第4周期中，第ⅤA族元素的原子第一電離能比第ⅥA族大，氧元素的第一電離能小于氮元素的第一電離能，故A錯(cuò)；
B．熱穩(wěn)定性是化學(xué)性質(zhì)，取決于共價(jià)鍵的強(qiáng)弱，H₂O的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于H₂S是因?yàn)镠-O鍵的穩(wěn)定性大于H-S鍵，故B錯(cuò)；
C．NH₃分子中的化學(xué)鍵均為單鍵，故氮原子采用sp³雜化，故C錯(cuò)；
D．CO₂與COS原子數(shù)目相同、價(jià)電子總數(shù)相同，二者互為等電子體，故D正確；
E．一個(gè)NNNH₂NNH_2^NH₂分子中共含有11個(gè)σ鍵，故E錯(cuò)．
故答案為：ABC；
（2）碳原子核外有6個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理、泡利原理、洪特規(guī)則可寫出基態(tài)碳（C）原子的軌道表示式，為，
故答案為：
（3）以立方體中的水分子為研究對(duì)象，每個(gè)水分子形成4條氫鍵；每一條氫鍵連接2個(gè)水分子，故冰晶體中氫鍵數(shù)目為水分子數(shù)目的2倍．
故答案為：4；2；
（4）在有機(jī)物分子中若某一個(gè)碳原子連接4個(gè)不同的原子或基團(tuán)，則這種碳原子稱為“手性碳原子”．圖中下邊五元環(huán)上的4個(gè)碳均為手性碳原子；圖中碳原子形成的化學(xué)鍵有單鍵和雙鍵兩種，單鍵碳原子為sp³雜化，雙鍵碳原子為sp²雜化，碳原子的雜化方式共有2種，
故答案為：4；2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)知識(shí)，解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：（1）雜化類型的判斷方法；（2）冰晶體中氫鍵數(shù)目與水分子數(shù)目的關(guān)系；（3）碳原子的成鍵特點(diǎn)，題目難度中等．